高電壓技術(shù)的應(yīng)用-電離放電煙氣脫硫技術(shù)（高電壓技術(shù)課件）

10.3.1電離放電煙氣脫硫技術(shù)10.3.1.1電子束脫硫技術(shù)（EBA）原理一、

電子束脫硫系統(tǒng)組成(1)煙氣冷卻及反應(yīng)器系統(tǒng)。(2)電子束發(fā)生器。(3)工業(yè)水及軟化水系統(tǒng)。(4)壓縮空氣系統(tǒng)。(5)副產(chǎn)品輸送系統(tǒng)。(6)熱風(fēng)冷風(fēng)系統(tǒng)。(7)蒸氣系統(tǒng)。(8)液氨供應(yīng)系統(tǒng)。(9)儀表控制系統(tǒng)。圖1電子束脫硫結(jié)構(gòu)圖一、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）原理（1）游離基的生成：燃煤排煙由氮、氧、水蒸汽、CO2等主要成分及SO2、NOx等微量有害成分構(gòu)成。當(dāng)電子束照射煙氣時(shí)，電子束能量大部分被煙氣中的氮、氧、水蒸汽所吸收，從而生成富有反應(yīng)活性的游離基(OH基、O原子、HO2基、N基)：

N2、O2、H2O→OH、O、HO2、N一、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）原理（2）SO2與NOx的氧化：煙氣中的SO2與NOx，與因電子束照射而生成的游離基進(jìn)行反應(yīng)，分別氧化成硫酸（H2SO4）與硝酸（HNO3）：一、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）原理（3）硫酸銨與硝酸銨的生成：已生成的硫酸和硝酸再與電子束照射以前噴入的氨(NH3)進(jìn)行中和反應(yīng)，分別生成硫酸銨[(NH4)2SO4)和硝酸銨(NH4NO3))的粉狀微粒，若有尚未反應(yīng)的剩余的SO2和NH3時(shí)，可分別在上述微粒表面進(jìn)一步進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，從而SO2和NH3的一部分會(huì)生成硫酸銨、硝酸銨：

H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

SO2+2NH3+H2O+1/2O2→(NH4)2SO4二、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）工藝流程二、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）工藝流程1、煙氣在進(jìn)入反應(yīng)器之前要先加入氨氣，然后在反應(yīng)器中用電子對(duì)煙氣進(jìn)行照射。電子加速器產(chǎn)生的電子束通過照射孔對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的煙氣進(jìn)行照射時(shí)，電子束的高能電子能將煙氣中的氧和水蒸氣等分子激發(fā)，使之轉(zhuǎn)化成氧化能力很強(qiáng)的OH、O和HO2等游離基。2、這些游離基使煙氣中的硫氧化物SOx和氮氧化物NOx很快氧化，產(chǎn)生了中間產(chǎn)物硫酸和硝酸。二、

電子束脫硫技術(shù)（EBA）工藝流程3、它們?cè)俸皖A(yù)先加入反應(yīng)器中的氨反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨(NH4)2SO4和硝酸銨(NH4NO3)化肥。4、最后，煙氣通過另一電除塵器將副產(chǎn)品硫酸銨和硝酸銨粉從煙氣中分離出來(lái)。10.3.1電離放電煙氣脫硫技術(shù)10.3.1.2電子束脫硫技術(shù)（EBA）特點(diǎn)一、電子束脫硫技術(shù)（EBA）的優(yōu)點(diǎn)（1）可以高效地同時(shí)從煙氣中脫硫和脫硝，達(dá)到95%以上的脫硫效率和80%以上的脫硝效率；（2）電子束煙氣脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單，采用全部自動(dòng)化操作，易于運(yùn)行和維護(hù)；（3）整個(gè)脫硫過程為干法處理，不需排水及廢水處理系統(tǒng)；（4）脫硫、脫硝反應(yīng)副產(chǎn)品為硫酸銨和硝酸銨化肥。二、電子束脫硫技術(shù)（EBA）的缺點(diǎn)（1）電子束脫硫工藝的運(yùn)行費(fèi)用受液氨供應(yīng)和硫酸銨出路的影響很大。液氨的品質(zhì)要求達(dá)到gB536-l988的標(biāo)準(zhǔn)，外購(gòu)時(shí)存在供氨地點(diǎn)較遠(yuǎn)，運(yùn)距較長(zhǎng)，增加費(fèi)用且運(yùn)輸管理不便；就近解決時(shí)，需在電廠周圍擴(kuò)建小型化肥廠來(lái)保證液氨供應(yīng)，投資較大，且涉及到化肥廠產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行管理等一系列問題。（2）從技術(shù)上講，電子束脫硫技術(shù)仍存在尚待解決的問題，如：出口氨濃度的控制、氨的泄漏、耗電率較高、鈦靶窗易損壞等。三、工業(yè)應(yīng)用實(shí)例介紹中日合作成都電廠EBA示范裝置投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行狀況達(dá)到預(yù)期效果。以1998年5月22日~5月24日平均值為例，煙氣量30.0833×104m3/h，煙氣入口SO2濃度4358mg/m3

，出口526mg/m3

，脫硫率88％。三、工業(yè)應(yīng)用實(shí)例介紹副產(chǎn)品養(yǎng)分(即含氮量)為18％~20％，經(jīng)檢測(cè)副產(chǎn)品重金屬含量遠(yuǎn)低于農(nóng)用粉煤灰重金屬含量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。植物盆裁與農(nóng)田試驗(yàn)的初步結(jié)果表明：該副產(chǎn)品對(duì)種子發(fā)芽和作物生長(zhǎng)均無(wú)不良影響，其肥效與等氮量的尿素、硫酸銨相當(dāng)。因其含有硫素營(yíng)養(yǎng)，對(duì)缺硫土壤和需硫量高的作物更為適宜。副產(chǎn)品作為復(fù)合肥生產(chǎn)原料已投放市場(chǎng)，可全部農(nóng)業(yè)應(yīng)用。10.3.1電離放電煙氣脫硫技術(shù)10.3.1.3脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）原理一、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）定義脈沖電暈等離子法煙氣脫硫脫硝技術(shù)（簡(jiǎn)稱PPCP技術(shù)），是利用煙氣中高壓脈沖電暈放電產(chǎn)生的高能活性粒子，將煙氣中的SO2和NO3氧化為高價(jià)態(tài)的硫氧化物和氮氧化物，與水蒸氣和注入反應(yīng)器的氨反應(yīng)生成硫銨和硝銨，屬干法脫硫技術(shù)。二、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）簡(jiǎn)介脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝是八十年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它利用高電壓(＞10kV)窄脈沖(＜1μs)電暈放電過程中產(chǎn)生的等離子體處理煙氣。該方法可在一個(gè)干式過程中同時(shí)脫硫脫硝除塵，副產(chǎn)物是硫酸銨、硝酸銨，可作為復(fù)合肥料的原材料被利用，在設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用方面也具有較大優(yōu)勢(shì)，是目前最具應(yīng)用前景的煙氣治理技術(shù)之一。三、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）原理1、脈沖電源產(chǎn)生的高電壓脈沖加在反應(yīng)器電極上，在反應(yīng)器電極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)；2、在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，部分煙氣分子電離，電離出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)的加速下獲得能量，成為高能電子(5～20eV)，高能電子則可以激活、裂解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。煙氣電除塵器出灰水、氧氣石膏等副產(chǎn)品自由基氧化反應(yīng)器電源潔凈氣體煙氣凈化塔三、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）原理3、在反應(yīng)器里，煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2，與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情況下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集。10.3.1電離放電煙氣脫硫技術(shù)10.3.1.4脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）特點(diǎn)一、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）優(yōu)點(diǎn)（1）與其它脫硫脫硝技術(shù)相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、投資較?。ㄊ荅BA法的60%）；（2）能量效率較高（是EBA法的3倍）等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有潛在的社會(huì)效益；（3）能同時(shí)脫硫、脫硝；（4）無(wú)二次污染。二、脈沖電暈等離子體煙氣脫硫技術(shù)（PPCP）缺點(diǎn)（1）大功率、窄脈沖、長(zhǎng)壽命高壓脈沖電源的研究開發(fā)、減少電能消耗、占較大比重的亞硫酸銨產(chǎn)物難予回收等問題需要解決。（2）該技術(shù)同樣受氨的來(lái)源和副產(chǎn)品出路的影響。（3）脈沖電暈煙氣脫硫技術(shù)仍處于研究的關(guān)鍵階段，尚未工業(yè)化。三、研究